최종목표 |
본 연구에서는 객차용 청정 시스템을 제작하고자 하며, 이를 위하여 청정 개념을 도입한 HVAC를 제작하여 온도, 습도 등을 최적화하고, 여기에 외부 유입 먼지를 제거할 수 있는 센트리셉을 도입하여 객차내의 공기질을 청정화하며, 내부에 승객에 의해 유입된 미세먼지의 경우에는 공기청정장치인 롤필터를 장착하여 제거하고자 한다. 공기청정장치로는 사이클론 집진장치, 디퓨져 제작, 객차용 공기청정기를 설계하고 그 시제품을 장착하고, 시제품은 풍량, 소음, 집진성능, 소비전력 등의 성능 시험을 수행한 후에 객차와의 인터페이스 연구를 통하여 상용화하여 최종적으로 객차 공기질을 청정화할 수 있는 청정 개념의 HVAC 시스템을 개발하고 열차 이용 승객의 쾌적성 향상을 도모하고자 한다
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연구내용 및 범위 |
본 연구에서는 이러한 사회적 요구에 부응하여 객실 내부의 오염물질 농도를 제어할 수 있는 청정공기조화시스템을 개발함으로써 승객의 쾌적성을 높이고자 하였다. 연구의 범위는 객차용 사이클론 집진장치 개발, 객차용 디퓨져 개발, 객차용 공기청정장치 개발, 객실 내부의 온열환경해석 등으로 하였다.객차용 사이클론 집진장치 개발에서는 객실의 외부공기 유입부에 사이클론 집진장치를 적용하여 유입공기 중의 조대먼지 및 미세먼지를 제거하여 분리함으로써 실내로 청정공기가 공급할 수 있도록 하는 시스템을 연구하였다. 여기에는 풍량, 소음, 집진성능, 인터페이스 등이 모두 고려되었으며, 설계와 시작품 제작, 그리고 시운전까지 연구 범위로 포함된다. 객차용 디퓨져 개발에서는 객실 내부에 공기를 공급하는 닥트 (duct)의 형상을 객실에 최적화하여 객실 전체에 대해 고르게 신선 공기 및 냉?난방을 공급할 수 있도록 하였다. 이를 위해 다양한 형상의 닥트 그릴 형상을 디자인하고, 실제 열차에 적용되는 것과 같은 크기의 닥트 시작품을 제작한 후, 여기에 사이클론 집진장치가 추가된 냉?난방 공급장치를 연결하여 실제로 닥트에 공기를 공급할 수 있도록 시운전을 수행하였다. 이 때 객실과의 인터페이스는 물론 풍량의 분포, 풍향의 변화 등까지 모두 연구범위로 포함된다.객차용 공기청정장치 개발에서는 객실 내에 이미 유입된 먼지입자를 제거할 수 있으며, 또한 필터의 청정도 유지를 위한 별도의 유지보수가 필요하지 않은 롤 필터 시스템을 적용하였다. 롤필터 시스템은 객실의 천정에 장착되도록 설계하였으며, 객차 하나 당 세 개의 시스템을 장착하도록 하였다. 폴리프로필렌(PP) 수지 재질의 필터를 적용한 롤 필터 시스템의 시작품을 제작하였으며, 이 때 시작품의 크기 및 인터페이스는 실제 신형무궁화호 열차에 적용이 가능하도록 하였다. 본 연구에서는 메쉬 (mesh)와 필터의 감기는 속도 등에 따른 미세먼지의 포집효율과 유지보수 주기 결정 등을 연구범위로 하였다.온열환경해석에서는 객실 내부의 열 쾌적성 향상을 위하여 난방 또는 냉방 시에 객실 내부의 온도 분포를 실험적으로 측정하고, 이를 모사하여 온도와 습도, 풍량 등에 따른 객실 내부의 열 쾌적성 해석을 연구범위로 하였다.
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